星系团和团星系热气体的X射线辐射观测研究.pdf

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1、UniversityofScienceandTechnologyofChina博士学位论义星糸团和团星糸热气体的论文题目射线辐射现测研究张彪作者姓名天体物理学科专业孔旭敉梭紀丽研究员导师姓名二—五年五月完成时间博士学位论文星系团和团星系热气体的射线辐射观测研究作者姓名：张彪学科专业：天体物理导师姓名：孔旭教授纪丽研宄员完成时间：二〇一五年五月UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationfordoctor'sdegreeX-rayObservationsoftheHotGasin

2、ClustersofGalaxiesandClusterGalaxiesAuthor:BiaoZhangSpeciality:AstrophysicsSupervisor:Prof.XuKongProf.LiJiFinishedTime:May,2015中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行研宄工作所取得的成果。除己特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人己经发表或撰写过的研宄成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均己在论文中作了明确的说明。作者签名：教签字日期：名中国科学技术大学学

3、位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以釆用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。口保密年作者签名：裁导师签名：签字日期：年签字日期：摘要摘要在“标准”宇宙学常数冷暗物质（八宇宙学模型下，宇宙的几何和动力学可由几个简单的参

4、数来确定。在精确宇宙学时代，观测宇宙学的主要任务就是精确测量这些参数。在八中，结构形成是等级成团的，即小质量的天体先形成，然后通过并合和吸积形成更大质量的系统。星系团是宇宙中最大的引力束缚系统，它们的质量函数强烈依赖于宇宙学参数，因此星系团可以做为敏感的宇宙学探针。为了做到这一点，我们需要把质量测量到很高的精度。同时，星系团也为探索其内部多种天体物理过程以及它们对重子物质演化的影响提供了独特的实验室。并且，星系团内部发生的天体物理过程也会影响星系团质量，进而质量函数的测量，最终会影响使用星系团来限制宇宙学参数的精确程度。因此，对星系团中

5、发生的多种天体物理过程的仔细研究对宇宙学和天体物理学都是必要的。本论文主要研究星系团中的两种天体物理过程，子团并合和冲压剥离，并分别讨论了它们对于宇宙学和星系团中重子演化的意义。第章中，我们研宄了从遗珍须目中选取的一个并合星系团而该项目的最终目的是获得早期星系团样本中的低红移（样本的质量函数以限制宇宙学参数。我们高分辨率的射线观测揭示了两个近邻但又明显分开的子团，和而它们并没有被先前的和光学以及近期的所分辨。光谱分析证实了两个子团在相互作用。根据两个子团相互作用区域之外的形态和面亮度轮廓，核心区域的温度分布，以及一个简化的动力学模型，我

6、们认为并合应该处于早期并且应该主要沿着视线方向。寄宿了一个小的中等强度的冷核，而至多含有一个很弱的冷核；我们认为这一差别不太可能是由并合造成的。还寄宿了一个未分辨的射电源，如果这个射电源是延展的，那它可能在加热核心的气体。得到的质量比任一子团的射线质量要大，但小于整个系统的射线质量，这是由没有分辨出两个子团而把整个系统解释为单一星系团造成的。如果类似的系统在样本中是普遍的，这可能会对质量函数引入显著的偏差。因此，在应用质量函数来限制宇宙学参数前，我们需要对样本进行高分辨率的射线观测，以便证认这类系统的比例和改正这一偏差。第章中，我们对近

7、邻星系团中的晚型星系的气体尾进行了研宄。这条气体尾是由冲压剥离形成的，它是星系团环境对团星系具有影响的明显证据。数据掲示了一条长（之窄（并具有几乎不变宽度的气体尾。该气体尾具有近似不变的温度，但是单温模型给出的金属丰度太低，这反映了气体尾中的气体是多相的。射线气体尾与星系初始星际介质（的质量比很小，暗示剥离应该处于早期。对于我们使摘要用的个不同的模型，气体尾似乎都是“过压”的，这可能是由金属丰度的不确定，热非热射线辐射，或者星系团内介质（中的磁压造成的。除了射线气体尾，还有一条空间上对应于射线气体尾的气体尾，以及一条次级气体尾。我们详细

8、比较了和的气体尾，而后者在我们之前的工作中做了研宄，并与数值模拟做了对比。我们发现两个星系的气体尾存在相同点与不同点，而现有的数值模拟在定量解释这些观测结果上存在困难。这条气体尾的发现为研宄冲压剥离过程提供